專利名稱：一種星載sar的全方位觀測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是指一種星載合成孔徑雷達(dá)(簡(jiǎn)稱SAR)的全方位觀測(cè)方法。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)是一種側(cè)視成像雷達(dá)，SAR的主要工作模式包括條帶模式、聚束模式、掃描模式、滑動(dòng)聚束模式、TopSAR模式，采用這些工作模式的SAR對(duì)目標(biāo)的觀測(cè)在一次過(guò)頂時(shí)只能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的一側(cè)照射，即使雷達(dá)天線采用左右視切換技術(shù)也無(wú)法對(duì)目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行360度全方位觀測(cè)。機(jī)載平臺(tái)由于可以通過(guò)合適的航路規(guī)劃和波束調(diào)整，如設(shè)定在等高度面按圓軌跡飛行、同時(shí)圓軌跡中心點(diǎn)的地面投影點(diǎn)為觀測(cè)目標(biāo)或區(qū)域中心時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)的全方位觀測(cè)，這就是圓軌跡SAR，對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖像能夠獲得較之常規(guī)工作模式更多的目標(biāo)信息。而星載SAR平臺(tái)通常采用太陽(yáng)同步極軌道，以盡可能的獲取太陽(yáng)能，從而保證全天時(shí)、全天候的對(duì)地觀測(cè)。此時(shí)，由于衛(wèi)星近似沿著平行經(jīng)線的方向飛行，采用常規(guī)SAR工作模式的系統(tǒng)也只能進(jìn)行左側(cè)或右側(cè)的沿緯度方向的觀測(cè)，無(wú)法進(jìn)行沿經(jīng)度方向的觀測(cè)。即使通過(guò)衛(wèi)星組網(wǎng)，也很難實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的全方位觀測(cè)。與此同時(shí)，實(shí)際的目標(biāo)的物理特性呈現(xiàn)后向散射各項(xiàng)異性的特征，全方位的觀測(cè)能夠最大程度的獲取目標(biāo)的有效信息，為雷達(dá)圖像的應(yīng)用具有十分重要的價(jià)值。由于機(jī)載平臺(tái)受領(lǐng)空、續(xù)航能力等條件限制，有效的星載平臺(tái)的SAR全方位觀測(cè)方法對(duì)于遙感應(yīng)用更有價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)星載平臺(tái)不能實(shí)現(xiàn)圓軌跡全方位觀測(cè)的問(wèn)題，提出一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，利用地球自轉(zhuǎn)和衛(wèi)星繞飛運(yùn)動(dòng)，采用中等傾角圓軌道，具有升軌和降軌兩個(gè)近似垂直的過(guò)頂方向，并配合雷達(dá)左右兩個(gè)方向的雙側(cè)視觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一目標(biāo)的四次不同角度的觀測(cè)，完成基于單星SAR的目標(biāo)全方位觀測(cè)。一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟:步驟一:軌道參數(shù)設(shè)計(jì):根據(jù)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數(shù)，直至衛(wèi)星平臺(tái)的星下點(diǎn)覆蓋觀測(cè)區(qū)域所在的緯度范圍；步驟二:工作時(shí)序控制:根據(jù)軌道參數(shù)和天線能力，設(shè)計(jì)雷達(dá)四次過(guò)頂時(shí)的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間和天線波控規(guī)律，在每次雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，并調(diào)整天線波束指向，發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)，并接收回波信號(hào)，如此反復(fù)，直至雷達(dá)關(guān)機(jī)停止工作；步驟三:回波信號(hào)處理:分別將四次開(kāi)機(jī)的存儲(chǔ)的回波信號(hào)分別進(jìn)行成像處理，采用后向投影算法完成單次觀測(cè)圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測(cè)圖像的信息融合處理。上述目標(biāo)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍在南緯60度至北緯60度之間。上述軌道傾角范圍在30度至60度之間。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本發(fā)明中提出的大傾角軌道SAR能夠克服極軌SAR無(wú)法沿經(jīng)度方向觀測(cè)的缺
占.
(2)本發(fā)明中提出全方位觀測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的全方位觀測(cè)，既提高了目標(biāo)多角度信息的獲取能力，又能提高SAR系統(tǒng)的重訪能力。


圖1是本發(fā)明本發(fā)明的方法流程圖；圖2是本發(fā)明的星下點(diǎn)軌跡示意圖；圖3是本發(fā)明的星下點(diǎn)軌跡局部放大示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明是一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，流程如圖1所示，包括以下幾個(gè)步驟:步驟一、軌道參數(shù)設(shè)計(jì):根據(jù)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數(shù)，直至衛(wèi)星平臺(tái)的星 下點(diǎn)覆蓋觀測(cè)區(qū)域所在的緯度范圍，具體為:(I)輸入觀測(cè)區(qū)域的諱度范圍Lat_min Lat_max (單位為度)，Lat_min和Lat_max滿足下式:-60<Lat_min<Lat_max<60 (I)其中:Lat_min表示觀測(cè)區(qū)域緯度的最小值，Lat_max表示觀測(cè)區(qū)域緯度的最大值，Latjnin和Latjnax滿足公式(I )，則表明目標(biāo)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍在南緯60度至北緯60度之間。(2)獲取衛(wèi)星高度H、偏心率e、升角點(diǎn)赤經(jīng)Θ、近地點(diǎn)俯角Λ、設(shè)定軌道傾角初值I和補(bǔ)償ΛΙ，其中I彡30，Λ I為小于30的正數(shù)，利用衛(wèi)星仿真工具包(Satellite ToolKit,STK)軟件分別仿真軌道傾角等于Ι+η*Δ I對(duì)應(yīng)生成星下點(diǎn)軌跡,其中η為從I開(kāi)始的正整數(shù)，且Ι+η*ΛΙ < 60，星下點(diǎn)軌跡示意圖如圖2所示，直至星下點(diǎn)軌跡覆蓋待觀測(cè)區(qū)域的緯度范圍，記錄此時(shí)的軌道傾角1pt。步驟二、工作時(shí)序控制:根據(jù)軌道參數(shù)和天線能力，設(shè)計(jì)雷達(dá)四次過(guò)頂時(shí)的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間和天線波控規(guī)律，在每次雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，并調(diào)整天線波束指向，發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)，并接收回波信號(hào)，如此反復(fù)，直至雷達(dá)關(guān)機(jī)停止工作，具體為:< I>輸入待觀測(cè)目標(biāo)的中心點(diǎn)P經(jīng)度Lon和緯度Lat ；〈2>利用STK軟件仿真N天的星下點(diǎn)軌跡，N為不大于10的正整數(shù)，得到星下點(diǎn)軌跡圖；〈3>在星下點(diǎn)軌跡圖中，選擇觀測(cè)區(qū)域目標(biāo)中心點(diǎn)P所在的菱形或近似菱形區(qū)域，其四個(gè)頂點(diǎn)為PU P2、P3和P4，如圖3所示，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)四個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)八個(gè)時(shí)刻，按照時(shí)刻先后順序分別記錄四條菱形邊對(duì)應(yīng)的觀測(cè)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，分別記為T(mén)startl，Tstopl,TStart2, Tstop2，TStart3, Tstop3，TStart4, Tstop4 ；<4>在TStartl時(shí)刻，雷達(dá)調(diào)整天線波束指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)中心，雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，并接收雷達(dá)回波信號(hào)，再調(diào)整天線指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)中心，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，如此重復(fù)直至到達(dá)Tstopl時(shí)刻，將接收到的雷達(dá)回波信號(hào)存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)Dl ；<5>重復(fù)步驟〈4>的操作，分別在Tstart2至Tstop2時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D2 ;分別在Tstart3至Tstop3時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D3;分別在Tstart4至Tstop4時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn),發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D4。步驟三:回波信號(hào)處理:分別將四次雷達(dá)開(kāi)機(jī)的存儲(chǔ)的回波信號(hào)分別進(jìn)行成像處理，采用后向投影算法完成單次觀測(cè)圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測(cè)圖像的信息融合處理，具體為:①對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D1，根據(jù)Tstartl至Tstopl時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Imagel ；②對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D2，根據(jù)Tstart2至Tstop2時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image2 ；③對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D3，根據(jù)Tstart3至Tstop3時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image3 ；④對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D4，根據(jù)Tstart4至Tstop4時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image4 ；⑤根據(jù)應(yīng)用需要，采用多源融合方法,對(duì)Imagel、Image2、Image3和Image4進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到方位向360度觀測(cè)的雷達(dá)圖像。本發(fā)明的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在:目前單星SAR存在方位觀測(cè)盲區(qū)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)星載平臺(tái)的全方位觀測(cè)。另外將軌道傾角范圍以及目標(biāo)觀測(cè)區(qū)域范圍限定條件。實(shí)施例:步驟一、軌道參數(shù)設(shè)計(jì):根據(jù)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數(shù)，直至衛(wèi)星平臺(tái)的星下點(diǎn)覆蓋觀測(cè)區(qū)域所在的緯度范圍，具體為:(I)輸入觀測(cè)區(qū)域的諱度范圍Lat_min Lat_max (單位為度)，Lat_min=-50度，Lat_max=50度,顯然滿足下式-60〈Lat_min〈Lat_max〈60 (I)(2)輸入衛(wèi)星高度H=500km，偏心率e=0，升角點(diǎn)赤經(jīng)θ=0，近地點(diǎn)俯角Λ=0，輸入軌道傾角初值1=30和補(bǔ)償Λ 1=1，利用STK軟件分別仿真各傾角對(duì)應(yīng)生成星下點(diǎn)軌跡，直至星下點(diǎn)軌跡覆蓋待觀測(cè)區(qū)域的緯度范圍，記錄此時(shí)的軌道傾角1pt=50度。步驟二、工作時(shí)序控制:根據(jù)軌道參數(shù)和天線能力，設(shè)計(jì)雷達(dá)四次過(guò)頂時(shí)的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間和天線波控規(guī)律，在每次雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，并調(diào)整天線波束指向，發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)，并接收回波信號(hào)，如此反復(fù)，直至雷達(dá)關(guān)機(jī)停止工作，具體為:<1>輸入待觀測(cè)目標(biāo)的中心點(diǎn)P經(jīng)度Lon=120度和緯度Lat=40度；
〈2>利用STK仿真N=5天的星下點(diǎn)軌跡(起始時(shí)刻為ljul200712:00:00.000，終止時(shí)刻為 6Jul200712:00:00.00)；〈3>在星下點(diǎn)軌跡圖中，選擇觀測(cè)區(qū)域目標(biāo)中心點(diǎn)P所在的菱形或近似菱形區(qū)域，其頂點(diǎn)為 PU P2、P3 和 P4，對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度依次為(120.238,41.517)、(40.318,122.629)、(120.245,39.018)和(117.875，40.318)(單位:度)，按照時(shí)間先后順序分別記錄四條菱形邊對(duì)應(yīng)的觀測(cè)起始和終止時(shí)間，分別記為T(mén)startl, Tstopl, TStart2, Tstop2, TStart3,Tstop3, TStart4, Tstop4 ；Tstartl=2Jul200713:43:41.175，Tstopl=2Jul200713:44:18.175 ；Tstart2=3Jul200713:20:07.670，Tstop2=3Jul200713:20:43.290 ；Tstart3=5Jul200707:34:16.075，Tstop3=5Jul200707:34:51.875 ；Tstart4=6Jul200707:10:41.175，Tstop4=6Jul200707:11:18.275。上述8個(gè)時(shí)刻值均以空格分開(kāi)的4個(gè)字符串構(gòu)成，第一個(gè)字符串為阿拉伯?dāng)?shù)字表示日期天；第二個(gè)字符串為三位字母表示日期月，具體為Jan對(duì)應(yīng)I月，F(xiàn)eb對(duì)應(yīng)2月，Mar對(duì)應(yīng)3月，Apr對(duì)應(yīng)4月，May對(duì)應(yīng)5月，Jun對(duì)應(yīng)6月，Jul對(duì)應(yīng)7月，Aug對(duì)應(yīng)9月，Oct對(duì)應(yīng)10月，Nov對(duì)應(yīng)11月，Dec對(duì)應(yīng)12月；第三個(gè)字符串為4位數(shù)字表示日期年；第四個(gè)字符串由數(shù)字和冒號(hào)表示時(shí)間，由冒號(hào)分隔成三部分，分別對(duì)應(yīng)小時(shí)，分鐘和秒，其中秒精確到千分位?！?>在TStartl=2Jul200713:43:41.175時(shí)刻，雷達(dá)調(diào)整天線波束指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)中心，雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，按照特定脈沖間隔發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，并接收雷達(dá)回波信號(hào)，再調(diào)整天線指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)中心，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，如此重復(fù)直至到達(dá)Tstopl=2Jul200713:44:18.175時(shí)刻，將接收到的雷達(dá)回波信號(hào)存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)D1，對(duì)應(yīng)下行軌道左側(cè)視觀測(cè)；〈5>按照步驟〈4>類似的操作，分別在Tstart2=3Jul200713:20:07.670至Tstop2=3Jul200713:20:43.290時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D2，對(duì)應(yīng)下行軌道右側(cè)視觀測(cè)；分別在Tstart3=5Jul200707:34:16.075 至 Tstop3=5Jul200707:34:51.875 時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D3，對(duì)應(yīng)上行軌道右側(cè)視觀測(cè);分別在 Tstart4=6Jul200707:10:41.175 至 Tstop4=6Jul200707:11:18.275 時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D4，對(duì)應(yīng)上行軌道左側(cè)視觀測(cè)。步驟三:回波信號(hào)處理:分別將四次開(kāi)機(jī)的存儲(chǔ)的回波信號(hào)分別進(jìn)行成像處理，采用后向投影算法完成單次觀測(cè)圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測(cè)圖像的信息融合處理，具體為:①對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D1，根據(jù) Tstartl=2Jul200713:43:41.175 至Tstopl=2Jul200713:44:18.175時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR 圖像 Imagel ；②對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D2，根據(jù) Tstart2=3Jul200713:20:07.670 至Tstop2=3Jul200713:20:43.290時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR 圖像 Image2 ；③對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D3，根據(jù) Tstart3=5Jul200707:34:16.075 至Tstop3=5Jul200707:34:51.875時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR 圖像 Image3 ；④對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D4，根據(jù) Tstart4=6Jul200707:10:41.175 至Tstop4=6Jul200707:11:18.275時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR 圖像 Image4 ；⑤根據(jù)應(yīng)用需要，采用多源融合方法,對(duì)Imagel、Image2、Image3和Image4進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到方位向360度觀測(cè)的雷達(dá)圖像。本發(fā)明主要針對(duì)星載平臺(tái)不能實(shí)現(xiàn)圓軌跡全方位觀測(cè)以及常規(guī)大傾角極軌道無(wú)法沿經(jīng)度方向觀測(cè)的問(wèn)題，提出一種中等傾角的圓軌道，利用衛(wèi)星的升軌和降軌繞飛運(yùn)動(dòng)，配合雷達(dá)左右兩個(gè)方向的雙側(cè)視觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一目標(biāo)的四次不同角度的觀測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)基于單星SAR的目標(biāo)360度全方位觀測(cè)，并通過(guò)實(shí)例分析，詳細(xì)描述了本方法的實(shí)施過(guò)程以及全方位觀測(cè)效果。
權(quán)利要求
1.一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟: 步驟一、根據(jù)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數(shù)，直至衛(wèi)星平臺(tái)的星下點(diǎn)覆蓋觀測(cè)區(qū)域所在的緯度范圍； 步驟二、根據(jù)軌道參數(shù)和天線能力，設(shè)計(jì)雷達(dá)四次過(guò)頂時(shí)的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間和天線波控規(guī)律，在每次雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，并調(diào)整天線波束指向，發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)，并接收回波信號(hào)，如此反復(fù)，直至雷達(dá)關(guān)機(jī)停止工作； 步驟三:分別將四次雷達(dá)開(kāi)機(jī)的存儲(chǔ)的回波信號(hào)分別進(jìn)行成像處理，采用后向投影算法完成單次觀測(cè)圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測(cè)圖像的信息融合處理，得到方位向360度觀測(cè)的雷達(dá)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，步驟一具體包括: (1)輸入觀測(cè)區(qū)域的纟韋度范圍Lat_min Lat_max,單位為度)，Lat_min和Lat_max滿足下式:-60〈Lat_min〈Lat_max〈60 (I) 其中:Lat_min表示觀測(cè)區(qū)域緯度的最小值，Lat_max表示觀測(cè)區(qū)域緯度的最大值，Lat_min和Lat_max的單位為度，當(dāng)Lat_min和Lat_max滿足公式(1)，表明目標(biāo)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍在南緯60度至北緯60度之間； (2)獲取衛(wèi)星高度H、偏心率e、升角點(diǎn)赤經(jīng)Θ、近地點(diǎn)俯角Λ、設(shè)定軌道傾角初值I和補(bǔ)償△ I，然后分別仿真各個(gè)軌道傾角對(duì)應(yīng)生成星下點(diǎn)軌跡，直至星下點(diǎn)軌跡覆蓋待觀測(cè)區(qū)域的緯度范圍，記錄此時(shí)的軌道傾角1pt，軌道傾角的范圍在30度至60度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，所述(2)中，仿真各個(gè)軌道傾角對(duì)應(yīng)生成星下點(diǎn)軌跡的方法為:設(shè)定軌道傾角初值I和補(bǔ)償Λ I，其中I彡30，Al為小于30的正數(shù)，分別仿真軌道傾角等于Ι+η*Λ I對(duì)應(yīng)生成星下點(diǎn)軌跡，其中η為從I開(kāi)始的正整數(shù)，且Ι+η*ΛΙ彡60。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，步驟二具體包括: <1>輸入待觀測(cè)目標(biāo)的中心點(diǎn)P經(jīng)度Lon和緯度Lat ； 〈2>仿真N天的星下點(diǎn)軌跡，N為不大于10的正整數(shù)，得到星下點(diǎn)軌跡圖； 〈3>在星下點(diǎn)軌跡圖中，選擇觀測(cè)區(qū)域目標(biāo)中心點(diǎn)P所在的菱形或近似菱形區(qū)域，其四個(gè)頂點(diǎn)為PU Ρ2、Ρ3和Ρ4，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)四個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)八個(gè)時(shí)刻，按照時(shí)刻先后順序分別記錄四條菱形邊對(duì)應(yīng)的觀測(cè)起始和終止時(shí)刻，分別記為T(mén)startl, Tstopl, TStart2, Tstop2,TStart3, Tstop3, TStart4, Tstop4 ;其中，TstartU Tstopl 分別為衛(wèi)星經(jīng)過(guò) Pl 頂點(diǎn)的觀測(cè)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，TStart2、Tstop2分別為衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P2頂點(diǎn)的觀測(cè)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，TStart3、Tstop3分別為衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P3頂點(diǎn)的觀測(cè)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻，TStart4，Tstop4分別為衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P4頂點(diǎn)的觀測(cè)起始時(shí)刻和終止時(shí)刻； <4>在TStartl時(shí)刻，雷達(dá)調(diào)整天線波束指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)中心，雷達(dá)開(kāi)機(jī)工作，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，并接收雷達(dá)回波信號(hào)，再調(diào)整天線指向，使其瞄準(zhǔn)觀測(cè)中心，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，如此重復(fù)直至到達(dá)Tstopl時(shí)刻，將接收到的雷達(dá)回波信號(hào)存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)Dl ； <5>重復(fù)步驟〈4>的操作，分別在Tstart2至Tstop2時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D2 ;分別在Tstart3至Tstop3時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D3;分別在Tstart4至Tstop4時(shí)間內(nèi)，始終調(diào)整波束指向至目標(biāo)中心點(diǎn)，發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并接收回波信號(hào)，記為數(shù)據(jù)D4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，步驟三具體包括: ①對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D1，根據(jù)Tstartl至Tstopl時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Imagel ； ②對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D2，根據(jù)Tstart2至Tstop2時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image2 ； ③對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D3，根據(jù)Tstart3至Tstop3時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image3 ； ④對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D4，根據(jù)Tstart4至Tstop4時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星的軌跡，采用后向投影算法進(jìn)行成像處理，得到SAR圖像Image4 ； ⑤根據(jù)應(yīng)用需要，采用多源融合方法， 對(duì)Imagel、Image2、Image3和Image4進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到方位向360度觀測(cè)的雷達(dá)圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種星載SAR的全方位觀測(cè)方法，包括步驟一、根據(jù)觀測(cè)區(qū)域緯度范圍，輸入軌道高度，改變軌道傾角參數(shù)，直至衛(wèi)星平臺(tái)的星下點(diǎn)覆蓋觀測(cè)區(qū)域所在的緯度范圍；步驟二、根據(jù)軌道參數(shù)和天線能力，設(shè)計(jì)雷達(dá)四次過(guò)頂時(shí)的開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)間和天線波控規(guī)律；步驟三根據(jù)步驟二得到的數(shù)據(jù)，采用后向投影算法完成單次觀測(cè)圖像的聚焦處理，再利用多源融合的方法完成四次觀測(cè)圖像的信息融合處理，得到方位向360度觀測(cè)的雷達(dá)圖像。本發(fā)明中提出的大傾角軌道SAR能夠克服極軌SAR無(wú)法沿經(jīng)度方向觀測(cè)的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的全方位觀測(cè)，既提高了目標(biāo)多角度信息的獲取能力，又能提高SAR系統(tǒng)的重訪能力。
文檔編號(hào)G01S13/90GK103197314SQ20131006535
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者孫兵, 李景文, 李春升, 王巖, 陳杰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)